Bagaimanakah transformator berkeadaan pepejal meningkatkan kecekapan grid pintar

Pembolehubah keadaan pepejal (SST), juga dikenali sebagai "pembolehubah pintar," adalah peranti elektrik moden yang mampu menyediakan aliran kuasa dua hala. Mereka mengintegrasikan komponen semikonduktor berkuasa tinggi, litar kawalan, dan pembolehubah frekuensi tinggi konvensional, menawarkan pelbagai fungsi seperti penggantian daya reaktif dan penekanan harmonik. SST memenuhi pelbagai keperluan aplikasi, dari penjanaan teragih hingga lokomotif traksi, grid kuasa, dan sistem kuasa industri. Aplikasinya melangkaui konversi voltan, membolehkan transisi lancar dari AC ke DC dan dari DC ke AC. Walau bagaimanapun, penjanaan teragih merupakan aplikasi utama pembolehubah keadaan pepejal.

Berdasarkan pembolehubah tradisional, pembolehubah keadaan pepejal boleh memberikan output DC pada tahap voltan yang dikehendaki. Dalam SST biasa, voltan input ditukar menjadi isyarat AC frekuensi tinggi melalui penukar elektronik kuasa dan kemudian disalurkan ke bahagian primer pembolehubah frekuensi tinggi. Di bahagian sekunder, proses songsang dilakukan untuk menghasilkan output AC, DC, atau kedua-duanya bagi beban. Pengalihan kuasa frekuensi tinggi secara signifikan mengurangkan berat dan saiz pembolehubah.

Banyak kelebihan pembolehubah keadaan pepejal berasal daripada pengurangan saiz ini. Pada masa kini, memasang pembolehubah konvensional bukanlah tugas yang mudah—pertimbangan seperti pengangkutan, persediaan tapak, pemasangan, dan kos penghantaran semua menambah kepada bajet projek. Sebaliknya, pembolehubah keadaan pepejal yang lebih kecil dan lebih ekonomi boleh dipasang dengan mudah di ladang solar kecil atau bekas simpanan. Kelajuan pemutusan yang lebih pantas peranti pepejal juga membolehkan syarikat utiliti menguruskan sumber kuasa pelbagai yang mengalir ke grid dengan lebih baik, kerana lebih banyak pembolehubah boleh dikerahkan untuk mengawal dan menyesuaikan kualiti kuasa.

SST juga dikenali sebagai Pembolehubah Elektronik Kuasa (PET) atau Pembolehubah Kuasa Elektronik (EPT). Mereka adalah peranti pintar yang menggunakan teknologi penukaran elektronik kuasa untuk mencapai transformasi tahap voltan dan penghantaran kuasa.

Prinsip asas mereka digambarkan seperti berikut: Pertama, isyarat AC frekuensi kuasa ditukar menjadi isyarat segi empat tepi frekuensi tinggi oleh penukar elektronik kuasa. Isyarat tersebut disalurkan melalui pembolehubah isolasi frekuensi tinggi, kemudian ditukar semula menjadi isyarat AC frekuensi kuasa oleh penukar elektronik kuasa lain. Proses seluruh ini dikawal dengan menyesuaikan peranti pemutus elektronik kuasa melalui pengawal.

Berdasarkan prinsip operasi ini, kelebihan pembolehubah keadaan pepejal berbanding pembolehubah tradisional jelas:

• Penggunaan pembolehubah frekuensi tinggi berbanding pembolehubah frekuensi kuasa mengurangkan saiz dan berat secara signifikan.

• Dengan kawalan yang sesuai, sisi input boleh mencapai faktor kuasa uniter, menyerap daya reaktif dari sisi beban, menghalang arus harmonik, menekan penyebaran harmonik dua hala, dan meningkatkan kualiti kuasa secara efektif.

• Ia boleh menghapuskan kesan overvolt atau undervolt pada sisi sumber terhadap voltan sisi beban, memastikan magnitud, frekuensi, dan bentuk gelombang voltan sisi beban stabil.

• Ia mempunyai antara muka AC dan DC, memudahkan integrasi grid sistem penjanaan teragih dan sambungan beban DC.

• Kawalan digital penuh membolehkan pengumpulan data grid dan komunikasi rangkaian dengan mudah, membolehkan kawalan aliran kuasa. Ia juga boleh beroperasi bersama Sistem Penghantaran AC Fleksibel (FACTS) untuk meningkatkan kestabilan dan kebolehpercayaan grid.

Jelas, pembolehubah keadaan pepejal lebih sesuai untuk memenuhi keperluan grid pintar dan dapat lebih efektif memenuhi permintaan personal pengguna terhadap sistem kuasa.